2022年南昌大学工业过程控制知识点精编.docx

《2022年南昌大学工业过程控制知识点精编.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年南昌大学工业过程控制知识点精编.docx（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 绪论：1. 工业生产过程是指将原料转变成产品的具有肯定生产规模的过程；2. 工业生产过程是指工业生产过程的自动化；3. 工业生产过程掌握的特点：a：过程掌握系统由过程检测、变送和掌握外表、执行装置等组成；b：工业生产过程掌握的被控过程具有非线性、时变、时滞及不确定等特点；c：工业生产过程掌握的被控过程多属于慢过程；d：工业生产过程掌握方案的多样性；e：工业生产过程掌握系统分为随动掌握和定值掌握,长用定值掌握系统；f：工业生产过程掌握实施手段的多样性；1.1 1.1.1 1、简洁掌握系统包含：掌握器、检测变送环节、执行器、被控对象等,或者可表示为

2、由掌握器和广 义对象组成,其中,广义对象：执行器、被控对象、检测变送环节的合并 对应的作用：检测变送：检测被控变量,并将检测到的信号转换为标准信号输出 掌握器：比较检测变送环节的输出与设定值,按肯定规律对偏差信号进行运算并把结果传给执行器 执行器：接收掌握器的输出信号,转变执行器的节流件流通面积或转速等,使操纵变量转变 被控对象：需要掌握的设备或生产过程 分类：定值掌握系统扰动变量影响被控变量,掌握系统通过掌握通道转变操纵变量,克服扰动对被控 变量的影响；随动掌握系统（伺服掌握系统）设定值转变时,掌握系统通过掌握通道转变操纵变量以使被控 变量随设定值的变化而变化；2、过控常用术语：被控变量：被

3、控对象中需要掌握的过程变量,分为直接被控变量和间接被控变量 操纵变量：执行器掌握的某一工艺流量 设定值：工艺期望被控变量达到的期望值 扰动变量：使被控变量偏离设定值的其他变量 掌握通道：操纵变量到被控变量之间的通道 扰动通道：扰动变量到被控变量之间的通道 反馈：输出的全部或者部分返回到输入端 开环：没有反馈通路的掌握系统 闭环：检测变送信号被反馈到掌握器时组成的闭环系统3、简述掌握系统的掌握过程并绘制简洁掌握系统图 系统受到干扰时,检测信号与设定值之间产生偏差,掌握器将检测变送的信号与设定值比较,按肯定掌握规律对其偏差运算后输出信号以驱动执行器转变操纵变量,使被控变量回复到设定值；图见 P9-

4、图 1-2 4、环节增益及其正负规定依据：环节稳态条件下输出增量与输入增量之比确定正负,K=5、采样掌握系统：包含采样开关的掌握系统 1.1.2 1、掌握系统的性能指标评判在过渡过程中被控变量随时间变化的性能名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 稳固性：首要指标,通过闭环极点分布判定稳固 精确性：重要指标,被控变量与设定值（参比变量）之间的偏差,即静态偏差越小越好 快速性：扰动时作出相应的时间越短越好 偏离度：表示掌握系统运行过程中被控变量偏离设定值的离散程度 以及积分指标2、过渡过程：外部扰动下或设定值变化时,掌握系统

5、从一个稳态进入另一稳态的历程 3、时域掌握性能指标：扰动信号为阶跃输入作用下,掌握系统输出响应曲线的掌握系统性能指标1）衰减比 n：掌握系统稳固性指标,等于相邻同方向两个波峰的幅值比,即,n=1:1 时,输出为等幅振荡,系统临界稳固 n1:1 时,输出收敛,系统稳固,且 n 越大越稳固 注：通常,期望随动系统 n=10:1、定值系统 n=4:1 衰减率 ,百分数；衰减度 m,与衰减比 n 的关系2）超调量随动系统：,C为输出最终稳态值,为输出超过最终稳态值的最大瞬态偏差定值系统：用最大动态偏差A 表示超调程度,注：超调量和最大动态偏差表征过渡过程中被控变量偏离设定值的超调程度,反映掌握系统稳固

6、性3）余差：掌握系统最终稳态偏差,阶跃输入下,范畴内并保持不定值系统中r=0,余差反映掌握系统稳态精确性或4）回复时间（调剂时间）：被控变量从过渡过程开头到进入稳态值超出的时间,反映掌握系统快速性振荡频率 与振荡周期 T 的关系,也是系统快速性的指标注：相同衰减比 n 下,振荡频率越高,回复时间越短；相同振荡频率下,衰减比越大,回复时间越短；5）偏离度：通常,用2 倍标准差（）与均值之比表示,是被控变量统计特性的描述注：相同干扰下,定值系统输出的最大偏差越大,系统偏离度越大；相同的衰减比下,系统的输出周期越大,系统的偏离度越大4、偏差积分性能指标（综合性能指标）：常用于综合分析系统的动态响应性

7、能,参见P12 5、掌握系统正常运行的重要准就 1）反馈准就：成为负反馈的条件是该系统各开环增益之积为正；2）稳固运行准就：扰动或设定值变化时,系统静态稳固运行条件是系统各环节增益之积基本不变；系统动态稳固运行的条件是系统总开环传递函数的模基本不变；3）安全运行准就：选用功能安全的外表组成掌握系统；事故发生时,系统应处于安全状态；故障的 状态能被传递到下游模块或设备,以保证系统的安全运行；1.2 1.2.1 1、工业生产过程的数学模型 分类 静态数学模型：过程的输入、输出不随时间变化时的数学关系名师归纳总结 动态数学模型： 随时间变化的 第 2 页,共 8 页- - - - - - -精选学习

8、资料 - - - - - - - - - 注：过程掌握中常采纳动态数学模型,也称动态特性 模型要求：简洁有用、满意掌握精确度要求条件下能牢靠反映过程输入输出之间的动态关系；2、动态数学模型的分类方法 按时间特性：连续型和离散型 按模型描述：传递函数、状态空间、微分方程、差分方程等 按过程类型：集中参数、分布参数、多级过程模型等 按建模输入信号：非周期函数、周期函数、非周期性随机函数、周期性随机函数等3、工业生产过程中常采纳阶跃输入信号作用下过程的响应特性表示过程的动态特性 注：依据典型工过动态特性进行系统识别：见 P13 表自衡非振荡：过程能自发地趋于新稳态值；过渡过程无振荡；无自衡非振荡：输

9、出响应曲线从一个稳态始终上升或下降,不能达到新的稳态；过渡过程无震荡；自衡振荡：过程能自发地趋于新稳态值；过渡过程从一个稳态一衰减振荡形式趋于另一个稳态；反相特性：开头与终止时显现反向的变化；4、掌握通道和扰动通道参数变化对系统性能的影响：见P14 表KfF越大,掌握通道扰动通道过程增益 Ko 增加,余差减小,最大偏在其他因素相同的条件下,差减小,掌握作用增强,但稳固性变余差越大,最大偏差也越大；增益：差；Ko 其他因素相同的条件下,过程增益越大,掌握作用越大,克服扰动的能 力也越强；时间常数o/To 固定,就相位条件Tow 不变,对o/Tf1 ,扰动对系统输出有微分作用,稳固性没有影响；使掌

10、握品质变差；o/To 固定,时间常数To小,就振荡频率o/Tf0. e：依据负反馈准就,确定主掌握器正反作用；f：依据负反馈准就确定在主控方式时,主掌握器正反作用是否要更换；2.2 2.2.1 1、匀称掌握系统 基本原理：指对两个被控变量的兼顾,例如通过匀称掌握既使液位在答应范畴内波动,又使流量能 较平稳地变化 命名：依据其系统功能命名 结构：与单回路或串级掌握系统相同 实施方案和特性比较：见 P67 注：两个变量相互关联,不能用两个掌握器分别掌握,由于这样掌握器之间会产生耦合,使系统产名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - -

11、- 生共振,对系统不利,所以应采纳一个掌握器进行掌握3、匀称掌握系统的特点：1）一个掌握器掌握两个被控变量 2）匀称掌握是通过掌握器参数合理整定实现,整定原就：比例度较大些,积分时间较长些 3）匀称掌握的掌握指标：流量平稳或缓慢变化,在最大扰动下液位仍在工艺操作答应范畴内波动 2.3 前馈掌握系统 1：不变性原理：在扰动作用下,通过前馈掌握的补偿,使被控变量保持不变；2：反馈掌握和前馈掌握性能比较 P69 3：单纯前馈掌握的缺点：a：Go（s）和 Gf（s）不能精确获得,或具有时变性,使Gff 不能精的确现,使扰动影响不能完全补偿,或者 Go（ s）和 Gf（s）可精确获得,但 Gff 不能物

12、理实现；b：实际工业生产过程掌握中的扰动不止一个,有些扰动不行测量或难以测量 c：前馈掌握对被控变量的掌握成效没有检验依据 4：改进措施：通常前馈掌握与反馈掌握结合组成前馈-反馈掌握系统 5：扰动变量的挑选：前馈掌握器的输入变量是扰动变量 a：扰动变量可测但工艺不答应对其掌握；b：扰动变量应是主要扰动,扰动变化频繁,幅度变化较大；c:扰动变量对被控变量影响大,用常规反馈掌握较难实现所需掌握要求；2.5 分程掌握系统 2.5.1 1：一个掌握器的输出同时送往两个或两个以上的执行器,各执行器的工作范畴不同；2：设置分程掌握系统的目的：不同工况需要不同掌握手段、扩大掌握阀的可调范畴 3：遇到问题即解决方法：分程点广义对象特性的突变,依据稳固运行准就,应使分程点邻近的增益不突变,解决方法包括挑选两个掌握阀特性都是百分比流量特性；合理设置分程点；采纳掌握阀信号交叠和死区,名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页